[发明专利]超声换能器组件和用于制造超声换能器组件的方法

说明书

本发明涉及一种超声换能器组件(10)，尤其是用于血管内超声系统的超声换能器组件。组件(10)包括换能器阵列(12)，所述换能器阵列包含用于发射和接收超声波的多个换能器元件(14)。提供了两个支撑元件(16、18)，以支撑弯曲的或多边形形状的换能器阵列(12)。支撑元件(16、18)经由柔性连接层(20)连接到换能器阵列(12)以使支撑元件(16、18)柔性地连接到换能器阵列(12)。

发明领域

本发明涉及超声换能器组件、尤其是用于血管内超声换能器的电容式微加工超声换能器(CMUT)单元及其制造方法。本发明还涉及超声换能器。

背景技术

在血管内超声装置领域中，通常已知的是在导管末端安装超声换能器以形成例如血管或周围组织的径向超声影像。超声换能器元件可以旋转，以便在所述导管末端的径向方向上发射和接收超声波。

还已知的是，采用具有超声换能器元件环形阵列的电子式扫描装置取代血管内超声装置的机械式扫描超声换能器元件。用于电子式扫描血管内超声系统的超声换能器元件通常基于压电陶瓷材料，其中这些装置的制造成本高且复杂，并且换能器元件无法为减小血管内换能器的尺寸而缩小。

电容式微加工超声换能器(CMUT)是基于硅晶片通过IC工艺技术制造的，且可以低成本制造，并可被缩小至血管内超声换能器的尺寸。为了制造环形的超声换能器阵列，在围绕圆柱形底座结构卷绕或弯曲并附接的硅晶片基底上形成半柔性的超声换能器阵列，以便形成所述环形阵列并在所述导管的径向方向上发射和接收超声波。

从US 2005/0146247 A2可知一种可弯曲的微加工超声换能器阵列，所述超声换能器阵列能够被附接到圆柱形底座结构上以形成圆柱形超声换能器阵列。

用于支撑所述柔性超声换能器阵列的底座结构必须高精度地制造，并且，将超声换能器阵列安装到底座结构上存在困难，且需要高精度的对准和复杂的操作设备，以便生产出用于血管内超声系统的环形形状的超声换能器阵列。

WO 2012/066430 A1公开了一种适用于心脏消融监视和肿瘤消融监视中的微创超声诊断装置的超声成像设备，其中，换能器组件和换能器系统是通过在箔片表面的孔中嵌入换能器贴片而在图案化的柔性箔片上制造出的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声换能器组件，尤其是用于血管内超声系统的改进的超声换能器组件，所述超声换能器组件具有减小的尺寸且能够以较低的技术力量精确地生产。

在本发明的第一方面中，提供了一种超声换能器组件，尤其是用于血管内超声系统的超声换能器组件，所述超声换能器组件包括：

换能器阵列，所述换能器阵列包含用于发射和接收超声波的多个换能器元件，

两个支撑元件，所述两个支撑元件柔性地连接到所述换能器阵列的相对两侧以支撑弯曲的或多边形形状的所述换能器阵列，以及

柔性连接层，所述柔性连接层连接到所述换能器阵列且连接到所述支撑元件，以使所述支撑元件柔性地连接到所述换能器阵列。

在本发明的另一方面中，提供了一种用于制造超声换能器组件、尤其是用于血管内超声系统的超声换能器组件的方法，所述方法包括步骤：

提供连接到基底的换能器支撑部分的换能器阵列，

将柔性连接层连接到所述基底，

将所述基底的一部分与所述换能器支撑部分分离以形成用于支撑所述换能器部分的支撑元件，使得所述支撑元件经由柔性连接层连接到所述换能器部分，以及

弯曲所述柔性连接层而使所述支撑元件连接到所述换能器支撑部分。